Los datos son el núcleo de la gestión inteligente. La gestión inteligente, la programación, la extracción y el análisis de datos ayudan a las aplicaciones a ofrecer una experiencia personalizada y a las empresas a implementar un control preciso sobre el proceso de diseño, producción y logística para reducir los costos de gestión. Los datos están definiendo nuevos modelos de negocios y creando nuevas oportunidades comerciales.
La transformación digital e inteligente exige infraestructuras de alto rendimiento, de las cuales el almacenamiento all-flash es una parte esencial. Nacido con alto rendimiento, el almacenamiento all-flash es el nuevo motor para servicios de misión crítica. Al integrar verticalmente sus capacidades en chips, redes y gestión, Huawei lanzó la serie de almacenamiento all-flash OceanStor Dorado, que adopta un chip controlador SSD inteligente, un chip de procesamiento multiprotocolo inteligente y un chip de gestión BMC inteligente para construir una plataforma de aceleración de servicios de extremo a extremo, que ofrece un rendimiento triple y maximiza la utilización de recursos.
Chip controlador SSD inteligente que acelera la lectura y escritura de datos
Dado que los datos se almacenan en unidades SSD , el rendimiento y la estabilidad de las unidades SSD son fundamentales. Una unidad SSD consta de una unidad de control (controlador SSD + DRAM) y una unidad de almacenamiento flash NAND. La unidad de control es responsable de la lectura/escritura de datos. La capa de traducción Flash (FTL) se utiliza para almacenar la asignación entre la LBA del usuario y la página física en la unidad SSD. Cuando el controlador de almacenamiento lee datos de la unidad SSD, proporciona una dirección LBA. El software de control en la flash SSD encuentra la dirección física correspondiente a la dirección LBA, lee los datos de la flash y devuelve los datos al host. En el caso de la escritura, el software de control escribe datos y luego actualiza la tabla de asignación FTL. Por lo tanto, la FTL es el núcleo de todo el SSD y determina el tiempo de respuesta de la lectura/escritura de datos.
Para lograr la máxima velocidad de almacenamiento, Huawei aprovecha un innovador chip controlador SSD para acelerar la lectura y escritura de datos. El algoritmo FTL se traslada desde la capa de software de control al chip controlador SSD, de modo que todas las lecturas y escrituras FTL las realiza el chip, lo que reduce significativamente la cantidad de interacciones de software y, por lo tanto, la latencia de respuesta de E/S. Un ejemplo puede ayudarlo a comprender mejor el motivo. Una computadora que usa Windows 95 necesita cargar una larga cadena de códigos después de encenderse, lo que demora de dos a tres minutos. Después de cambiar a Windows 2010, la computadora tiene una CPU más potente para cargar los códigos. Podemos ingresar a la interfaz de inicio instantáneamente. Según las pruebas realizadas por el laboratorio de rendimiento e interoperabilidad de Huawei, la latencia de lectura de las unidades SSD de Huawei es tan baja como 80 μs en escenarios de baja carga, lo que es solo el 60% del mismo tipo de unidades SSD en la industria; el rendimiento es dos veces mayor que el de la competencia.
Sin embargo, eso no es todo. Para lograr una aceleración de extremo a extremo, Huawei desarrolló la tecnología FlashLinkTM combinando un chip controlador SSD propietario, SSD, arquitectura NVMe y un sistema operativo de almacenamiento diseñado para flash desde cero. El almacenamiento Dorado de Huawei puede ofrecer un rendimiento tres veces superior después de habilitar funciones de valor agregado como deduplicación, compresión y captura de instantáneas, al mismo tiempo que mantiene una latencia de 0,5 ms, lo que elimina los problemas de falta de rendimiento en las horas pico.
Huawei Storage ha desarrollado un innovador algoritmo de colaboración entre el controlador y el disco, basado en el sistema operativo de almacenamiento orientado a flash. Como todos sabemos, la recolección de basura es uno de los principales factores que afectan el rendimiento de los SSD. El innovador algoritmo de colaboración entre el controlador y el disco permite que un controlador de almacenamiento conozca la disposición de los datos en los SSD en tiempo real y ajuste la disposición de los datos para garantizar una disposición de datos consistente entre el controlador de almacenamiento y los SSD. Los datos del controlador se escriben en los SSD en el formato requerido por los SSD, lo que evita la migración de datos y la recolección de basura posteriores y garantiza un alto rendimiento constante del sistema de almacenamiento flash. Este es el principio básico del algoritmo de colaboración entre el controlador y el disco. Las tecnologías detalladas involucradas incluyen la escritura secuencial de bloques grandes, la partición independiente de metadatos y el ajuste de la prioridad de E/S de extremo a extremo. Se presentarán más detalles sobre estas tecnologías en números posteriores.
Basado en el chip controlador SSD inteligente y la tecnología FlashLink TM , el almacenamiento all-flash OceanStor Dorado de Huawei, sólido y ultrarrápido, puede ofrecer un alto rendimiento y al mismo tiempo mantener un tiempo de respuesta dentro de los 0,5 ms.
Chip de interfaz multiprotocolo inteligente que acelera la lectura y escritura de datos de las interfaces de red front-end
Los módulos de interfaz front-end son esenciales para un sistema de almacenamiento. Los datos de la aplicación se transmiten desde los servidores a las matrices de almacenamiento a través de estos módulos. Actualmente, los módulos de interfaz front-end más utilizados incluyen 8G/16G/32G FC, 1/10/25/40/100 GE y 10G FCoE. Cada módulo de interfaz front-end admite solo un protocolo, lo que supone una especie de desperdicio de recursos. Para mejorar la eficiencia, Huawei desarrolla un chip de interfaz multiprotocolo que integra interfaces de protocolo GE/10GE/FC/FCoE. Los clientes pueden utilizar un chip de interfaz para transmitir datos transportados a través de protocolos IP y FC. En una red 10GE o 8/16G FC, solo es necesario reemplazar los componentes del módulo óptico, en lugar de todo el módulo. La conversión flexible entre protocolos mejora en gran medida la flexibilidad de la red y reduce los costos de construcción y mantenimiento de la red de los centros de datos.
Más importante aún, el módulo lógico de hardware interno del chip de interfaz multiprotocolo inteligente admite muchas funciones de pila de protocolos, como suma de comprobación y FC. El flujo de procesamiento, la lógica y las funciones se transfieren del software de la CPU al chip, lo que ayuda a garantizar altas concurrencias de E/S y baja latencia de los servicios de almacenamiento. En otras palabras, el chip de interfaz multiprotocolo inteligente descarga las cargas de trabajo de suma de comprobación y FC de la CPU, lo que puede mejorar el rendimiento del procesamiento de la red, liberar los recursos del procesador de la CPU x86, acelerar el acceso a la red y el intercambio de datos, y mejorar el rendimiento general del almacenamiento. Las pruebas de rendimiento de Huawei muestran que cuando se configura con el mismo módulo de interfaz de front-end (16G FC) y el modelo de prueba (7:3 lectura/escritura, bloques de E/S de 8K), OceanStor Dorado puede ofrecer un rendimiento 3 veces superior al de los productos de la competencia.
Por último, veamos el protocolo FCoE. Es compatible con la transmisión basada en FC y Ethernet, lo que protege las inversiones en software y hardware basados en FC. El chip de interfaz multiprotocolo inteligente integra las funciones de la NIC Ethernet y la tarjeta HBA de red FC, es decir, una interfaz puede admitir dos tipos de E/S de red, lo que elimina cables e interruptores adicionales y simplifica la administración de la red. Anteriormente, el protocolo FCoE se ejecutaba en la CPU del host, lo que consumía una gran cantidad de recursos de la CPU. La CPU del host no puede analizar otros protocolos de red al mismo tiempo, por lo que no puede proporcionar el alto rendimiento requerido. OceanStor Dorado adopta el chip de interfaz multiprotocolo inteligente para procesar y analizar el protocolo FCoE, lo que descarga la CPU del host y mejora el rendimiento general de la red y la disponibilidad del servidor.
Redes tradicionales FCoE (consolidación de E/S)
Chip de gestión BMC inteligente que acelera la gestión y rectificación de fallas
La rapidez con la que se pueden identificar y eliminar los fallos es un indicador fundamental de la fiabilidad de los dispositivos informáticos. El chip de gestión inteligente BMC es el «corazón» de OceanStor Dorado. Incorpora bibliotecas de diagnóstico y preaviso de fallos para mejorar la precisión del diagnóstico. Un diagnóstico rápido es el requisito previo para una recuperación rápida. El chip de gestión inteligente proporciona una capacidad de cálculo de gestión de 2000 millones de instrucciones por segundo (DMIPS), cinco veces superior a la de los competidores. Si falla un controlador, un módulo de interfaz frontal o un módulo de gestión, la conmutación se puede realizar en segundos. No se pierden datos, los servicios no se interrumpen y los usuarios no se dan cuenta en absoluto de la conmutación.
El chip de gestión inteligente BMC destaca por su ahorro de energía. Monitorea la salud, el consumo de energía y la temperatura de cada módulo de una manera refinada, y combina las tecnologías de control de consumo de energía estática y dinámica para ajustar la disipación de calor del sistema y reducir la temperatura del chip, controlando así el consumo de energía estática del chip. Por otro lado, la tecnología de gestión de energía dinámica integrada (DEMT) permite que el chip monitoree y analice el estado de las aplicaciones en el sistema, identifica y desactiva el reloj y el voltaje de los módulos inactivos, para reducir el consumo de energía dinámica del chip. Según las pruebas de campo, bajo la misma carga de trabajo de la CPU, la relación de eficiencia energética de todo el sistema se puede mejorar en un 16%, y el consumo de energía se reduce obviamente.
Ya sea para nuevas aplicaciones como inteligencia artificial, Big Data, conducción autónoma y blockchain, o para las industrias tradicionales de atención médica, fabricación y finanzas, las tecnologías de chips innovadoras se han convertido en la principal fuerza impulsora de las empresas. Huawei Storage invierte continuamente en innovación de chips y tecnologías para ayudar a las empresas a hacer frente a la inundación digital y acelerar la transformación digital. El chip controlador SSD inteligente presenta optimizaciones diseñadas específicamente para los medios flash, explorando todo el potencial de flash para mejorar la experiencia del usuario. El chip de procesamiento inteligente multiprotocolo simplifica la red, reduce los costos de administración y descarga los protocolos de red para acelerar la lectura y escritura de datos. El chip de administración BMC inteligente acelera la localización de fallas, implementa la conmutación por error en segundos y se destaca en el ahorro de energía, lo que ayuda a los usuarios que alquilan dispositivos de TI a reducir costos y explorar nuevas oportunidades comerciales.
A través de la innovación tecnológica y las optimizaciones verticales de software, hardware y chips, Huawei Storage se compromete a eliminar la brecha causada por el desarrollo desequilibrado de CPU, medios y redes, proporcionando productos y soluciones más rápidos, mejores y más ren